Um bloco desliza sem atrito em uma plataforma horizontal, a uma velocidade de 25 m/s, quando de repente passa por uma parte da plataforma que promove atrito entre a plataforma e o bloco, de 10 m de comprimento, e quando sua velocidade atinge 20 m/s, o bloco volta a deslizar sem atrito, e continua seu caminho à velocidade constante. Se o bloco possui massa de 1kg, qual o módulo da força de atrito atuante no bloco?
-9,75 N
-6 N
-13 N
-10,12 N
-11,25 N

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A questão envolve cinemática e leis de Newton, especificamente sobre força de atrito. Precisamos encontrar a força de atrito que está agindo no bloco quando ele desacelera de 25 m/s para 20 m/s ao passar por uma parte da plataforma com atrito.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que sabemos:
  • Velocidade inicial ( v0): 25 m/s
  • Velocidade final ( v): 20 m/s
  • Distância ( s): 10 m
  • Massa ( m): 1 kg
Queremos encontrar a aceleração ( a) do bloco durante essa desaceleração.

Passo 3

Para achar a aceleração, vamos usar a equação da cinemática que relaciona velocidades, aceleração e distância:
v^2 = v0^2 + 2 a s
Aqui:
  • v é a velocidade final
  • v0 é a velocidade inicial
  • a é a aceleração
  • s é a distância
Vamos substituir os valores conhecidos:
(20)^2 = (25)^2 + 2 times a times 10
400 = 625 + 20a

Passo 4

Agora, vamos resolver para a:
20a = 400 - 625
20a = -225
a = -22520 = -11,25 , m/s^2
O sinal negativo indica que a aceleração é no sentido contrário ao movimento, ou seja, é uma aceleração de desaceleração causada pelo atrito.

Passo 5

Com a aceleração encontrada, podemos usar a segunda lei de Newton para encontrar a força de atrito ( Fatrito):
F = m times a
Substituindo os valores:
Fatrito = 1 , kg times (-11,25 , m/s^2) = -11,25 , N
O sinal negativo indica que a força de atrito está atuando na direção oposta ao movimento do bloco.

Resposta

O módulo da força de atrito atuante no bloco é 11,25 N.

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